EP1927703A2 - Schütt- und einblasbarer Dämmstoff, Verfahren zu seiner Herstellung sowie Verwendung - Google Patents

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    • E04B1/76—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • E04B1/7604—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only fillings for cavity walls

Definitions

  • the invention relates to a pourable and einblasbaren insulation, in particular for core insulation of bivalve masonry. Furthermore, the invention relates to a method for producing an insulating material and a use of the insulating material, in particular for the so-called. Kerndämmung of bivalve masonry.
  • the pourable and einblasstorye insulating material should be completely moisture resistant and preferably hydrophobic.
  • the hollow layer usually only has a thickness of 5 to 8 cm, rarely up to 10 cm, so that the lowest possible heat conduction of the insulating material is required.
  • insulation boards made of expanded polystyrene are known.
  • polystyrene is first pre-expanded into small beads, a polystyrene particle foam granules, and then end-expanded in the desired plate shape.
  • expanded polystyrene insulation boards also known under the trade name Styrofoam, have a relatively low heat conductivity of 035, but are not suitable as plate goods for subsequent introduction into cavities, in particular as a core insulation.
  • EPS beads that is, polystyrene particle foam granules not yet expanded into insulation boards, as bulk insulating material.
  • EPS beads that is, polystyrene particle foam granules not yet expanded into insulation boards, as bulk insulating material.
  • loose EPS beads as fill only achieved a relatively poor thermal conductivity class from 045 to 070.
  • a bed of EPS beads is critical in their settlement behavior. A loose bulk of EPS beads can slip considerably through shocks. It is therefore difficult, especially in vertically oriented cavities, as in the core insulation, to ensure complete filling of the cavity.
  • the object of the invention is therefore to provide a pourable and einblasbaren insulation based on expanded polystyrene and a manufacturing method and use thereof. This development should be suitable for core insulation and achieve a permanently good thermal insulation.
  • EPS beads are understood to mean end-expanded polystyrene beads, that is to say polystyrene particle foam granules. Simply expanded (pre-expanded) polystyrene beads are traded as a raw material for the production of EPS sheets. These globules are in forms introduced and brought by the Endxpand Schl.
  • EPS beads as a pourable and einblasbarer insulation preferably two-expanded polystyrene beads are used as the EPS bead component of the mixture.
  • the EPS milling consists of milling chips or milling dust, which is produced by cutting and milling machines when processing EPS sheets.
  • EPS milling or polystyrene particle foam milling dust has a flat, chip-like shape with a grain size of up to 4 mm.
  • polystyrene particle foam milling dust which has hitherto been regarded, for example, as an aggregate for the production of aerated concrete blocks, etc., as a waste product, can also be used directly as a pourable and / or inflatable insulating material.
  • the particle sizes of the spherical EPS bead fraction and the chip-shaped EPS milling fraction become coordinated so that a thermal conductivity of 0.033 W / (m ⁇ K) can be achieved, as measurements have shown on a test setup.
  • the polystyrene particle foam granules and / or the polystyrene particle foam milling dust have a specific weight of 13 kg / m 3 to 26 kg / m 3 , the mass of material present in the insulating material in combination with the expanded bubbles in the material becomes so agreed that at the lowest possible Material use sufficient strength is present.
  • the specific gravity of the EPS beads and / or the EPS milling is preferably 21 to 23 kg / m 3 .
  • the mixture contains a volume fraction of 40% to 70% polystyrene particle foam granules, a good insulation is achieved with very low settlement behavior.
  • the mixture contains a volume fraction of about 60% polystyrene particle foam granules.
  • the EPS milling contains a volume fraction of about 60 to 70% of the EPS milling material with graphite dust.
  • EPS material with graphite dust is offered, for example, under the brand name Neopor of BASF AG.
  • the insulating material is produced as follows: foaming polystyrene to form a polystyrene particle foam granulate to a density of 21 kg / m 3 to 23 kg / m 3 ; Crushing polystyrene particle foam regenerate into polystyrene particle foam milling dust with a grain size of 0.1 to 2 mm; Mixing of the two fractions produced in a volume ratio of about 60% polystyrene foam granules to about 40% polystyrene particle foam milling flour.
  • foaming polystyrene a density of the resulting polystyrene particle foam granules of 21 kg / m 3 to 23 kg / m 3 is achieved by suitable measures.
  • the chips and wastes resulting from the manufacture and processing of polystyrene foam boards and the like, the so-called regenerate, are comminuted in a suitable comminution machine to a uniform particle size of up to 2 mm. Particles with a particle size of ⁇ 0.1 mm are removed from the milling dust by suitable measures in order to avoid an excessive dust load when handling the insulating mixture.
  • the two separately produced fractions are mixed intensively in the specified volume ratio.
  • the resulting pourable and inflatable insulation material can now be suitably packed and transported to the construction site to be delivered.
  • the finished insulation material can be filled in so-called big bags with a filling volume of 800 l.
  • EPS beads were double-expanded to a spherical size of about 2 mm to 6 mm with an EPS milling with a flat particle-like particle size of 0.5 to 4 mm intensively mixed.
  • a mixing ratio of 60 vol .-% polystyrene particle foam granules and 40% polystyrene particle foam milling flour is maintained.
  • This mixture was filled in a vertically oriented, disk-shaped cavity with a thickness of the insulating layer of 6 cm produced therewith.
  • the polystyrene particle foam milling dust can be used alone as a pourable and einblasbarer insulation, which surprisingly also a good crab potitdet.
  • This test setup thus simulates a double-shell masonry in which a core insulation is introduced. Subsequently, the heat transfer was measured normal to the insulating layer and from this a thermal conductivity of the mixture of EPS beads and EPS milling of 0.033 W / (m-K) was determined.
  • the EPS milling also has a hydrophobic effect in its chip-like formation, ie does not absorb moisture.
  • the mixture of EPS beads and EPS milling achieves a significantly higher thermal insulation behavior with a heat conductivity class 035 or better with simultaneous moisture resistance. Since both the EPS beads as well as EPS milling are offered inexpensively on the market, the insulation material according to the invention can be traded at competitive prices. As with a subsequent core insulation the labor costs are relatively low, amortized even in existing buildings a subsequently introduced core insulation within a short time.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen schütt- und einblasbaren Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmstoff aus einem Gemisch von Polystyrol-Partikelschaum-Granulat der Korngröße 2 mm bis 10 mm und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße bis 4 mm besteht.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Dämmstoffs, gekennzeichnet durch die Schritte: Aufschäumen von Polystyrol zu einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat auf eine Dichte von 21 kg/m3 bis 23 kg/m3; Zerkleinern von Polystyrol-Partikelschaum-Regenerat zu Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm; Mischen der beiden hergestellten Fraktionen in einem Volumenverhältnis von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu ca. 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl, sowie die Verwendung von Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl als schütt- und/oder einblasbarer Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen schütt- und einblasbaren Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Dämmstoffs sowie eine Verwendung des Dämmstoffs, insbesondere zur sog. Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk.
  • Gerade bei der Kerndämmung sind besondere Anforderungen hinsichtlich der Feuchtigkeitsresistenz und der Wärmeleitfähigkeit zu erfüllen. Da bei starker Bewitterung, beispielsweise Schlagregen, des äußeren Mauerwerks, meist Verblendmauerwerk, Feuchtigkeit in den Hohlraum durchtreten kann, sollte das schütt- und einblasfähige Dämmmaterial vollständig feuchtigkeitsresistent und bevorzugt hydrophob ausgebildet sein. Ferner weist die Hohlschicht meist lediglich eine Stärke von 5 bis 8 cm auf, selten bis 10 cm, so dass eine möglichst niedrige Wärmeleitgruppe des Dämmstoffes zu fordern ist.
  • Bekannt sind daher schütt- und einblasbare Dämmstoffe zur Kerndämmung aus aufgeblähten Tonkügelchen (Markenname Perlite) oder aus mineralischem Silikatleichtschaum in feiner Körnung (Markenname SLS 20). Diese Dämmstoffe weisen eine Körnung von ca. 1 bis 6 mm auf und können bei Neubauten von oben manuell in den Hohlraum, beispielsweise in die Hohlschicht einer zweischaligen Mauer hineingeschüttet werden. Bei Altbausanierungen werden von außen Einblasöffnungen erstellt und der Dämmstoff maschinell im Einblasverfahren eingebracht. Zum Einblasen sind entsprechende Verblasmaschinen im Stand der Technik bekannt.
  • Ferner sind Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol bekannt. Bei der Herstellung derartiger Platten wird zunächst Polystyrol zu kleinen Kügelchen bzw. Perlen, einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat, vorexpandiert und dann in der gewünschten Plattenform endexpandiert. Derartige Dämmplatten aus expandiertem Polystyrol, auch bekannt unter dem Markennamen Styropor, weisen zwar eine relativ niedrige Wärmeleitgruppe von 035 auf, sind jedoch als Plattenware nicht für ein nachträgliches Einbringen in Hohlräume, insbesondere als Kerndämmung, geeignet.
  • Ferner wurden in der Fachwelt Versuche unternommen, EPS-Perlen, also noch nicht zu Dämmplatten endexpandierte Polystyrol-Partikelschaum-Granulat als Schüttdämmstoff zu verwenden. Dabei stellte die Fachwelt jedoch fest, dass lose EPS-Perlen als Schüttung nur eine relativ schlechte Wärmeleitklasse von 045 bis 070 erreicht. Ferner ist eine Schüttung aus EPS-Perlen kritisch hinsichtlich ihres Setzungsverhaltens. Eine lose Schüttung aus EPS-Perlen kann durch Erschütterungen erheblich in sich zusammenrutschen. Es ist daher schwer, insbesondere bei vertikal orientierten Hohlräumen, wie bei der Kerndämmung, eine vollständige Füllung des Hohlraumes sicherzustellen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen schütt- und einblasbaren Dämmstoff auf Basis von expandiertem Polystyrol sowie ein Herstellungsverfahren und Verwendung dafür anzugeben. Dabei soll diese Entwicklung für eine Kerndämmung geeignet sein und eine dauerhaft gute Wärmedämmung erzielen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Dämmstoff gemäß Anspruch 1 sowie einem Verfahren gemäß Anspruch 8 und einer Verwendung nach Anspruch 9.
  • Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass durch Vermischen der EPS-Perlen mit EPS-Fräsung sowohl das Setzungsverhalten wie auch die Wärmedämmung verbessert werden. Unter EPS-Perlen sind endexpandierte Polystyrol-Kügelchen, also Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu verstehen. Einfach expandierte (vorexpandierte) Polystyrol-Kügelchen werden als Rohstoff zur Herstellung von EPS-Platten gehandelt. Diese Kügelchen werden in Formen eingebracht und durch das Endexpandieren in Plattenverbund gebracht. Für die erfindungsgemäße Verwendung der EPS-Perlen als schütt- und einblasbarer Dämmstoff werden bevorzugt zweifach expandierte Polystyrol-Kügelchen als EPS-Perlenbestandteil des Gemisches verwendet.
  • Die EPS-Fräsung besteht aus Frässpänen bzw. Fräsmehl, der bei der Bearbeitung von EPS-Platten durch Schneide- und Fräsgeräte entsteht. Die EPS-Fräsung oder das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl weist im Gegensatz zur Kugelform der EPS-Perlen eine flächige, spanähnliche Form mit einer Korngröße bis 4 mm auf. Überraschend zeigte sich, dass Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl, das bisher beispielsweise als Zuschlagstoff für das Herstellen von Gasbetonsteinen etc. quasi als Abfallprodukt angesehen ist, auch direkt als schütt- und/oder einblasbarer Dämmstoff verwendet werden kann. Bevorzugt ist jedoch eine Vermischung der Bestandteile Polystyrol-Partikelschaum-Granulat mit -Fräsmehl.
  • Durch intensives Vermischen der beiden Bestandteile EPS-Perlen und EPS-Fräsung wird ein innerer Verbund des in einen Hohlraum eingeschütteten oder eingeblasenen Dämmstoffs erreicht, so dass eine nachträgliche Setzung des Dämmstoffs durch Erschütterungen nicht auftritt und eine Wärmeleitfähigkeit von unter 0,035 W/(m·K), entsprechend Wärmeleitgruppe 035 erreicht wird.
  • Wenn die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats 4 mm bis 8 mm und die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 0,1 mm bis 2 mm betragen, werden die Partikelgrößen der kugelförmigen EPS-Perlen-Fraktion und der spanförmigen EPS-Fräsung-Fraktion so aufeinander abgestimmt, dass eine Wärmeleitfähigkeit von 0,033 W/(m·K) erreicht werden kann, wie Messungen an einem Versuchsaufbau gezeigt haben.
  • Dadurch, dass das Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und/oder das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl ein spezifisches Gewicht von 13 kg/m3 bis 26 kg/m3 haben, wird die im Dämmstoff vorhandene Materialmasse in Verbindung mit den expandierten Bläschen im Material so abgestimmt, dass bei möglichst geringem Materialeinsatz eine ausreichende Festigkeit vorliegt. Bevorzugt beträgt das spezifische Gewicht der EPS-Perlen und/oder der EPS-Fräsung 21 bis 23 kg/m3.
  • Wenn das Gemisch einen Volumenanteil von 40 % bis 70 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält, wird eine gute Dämmung bei sehr geringem Setzungsverhalten erreicht. Bevorzugt enthält das Gemisch einen Volumenanteil von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat.
  • Dadurch, dass dem Gemisch Graphitstaub zugemischt ist, wird das spezifische Gewicht der Fräsung reduziert und der Dämmwert noch geringfügig verbessert. Insbesondere enthält die EPS-Fräsung einen Volumenanteil von ca. 60 bis 70 % des EPS-Fräsungsmaterials mit Graphitstaub. EPS-Material mit Graphitstaub wird beispielsweise unter dem Markennamen Neopor der BASF AG angeboten.
  • Verfahrensgemäß wird der Dämmstoff wie folgt hergestellt: Aufschäumen von Polystyrol zu einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat auf eine Dichte von 21 kg/m3 bis 23 kg/m3; Zerkleinern von Polystyrol-Partikelschaum-Regenerat zu Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm; Mischen der beiden hergestellten Fraktionen in einem Volumenverhältnis von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu ca. 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl. Beim Aufschäumen von Polystyrol wird dabei durch geeignete Maßnahmen eine Dichte des entstehenden Polystyrol-Partikelschaum-Granulats von 21 kg/m3 bis 23 kg/m3 erzielt. Die bei der Konfektionierung und Bearbeitung von Polystyrolschaumplatten und dergleichen entstehenden Späne und Abfälle, das sog. Regenerat, wird in einer geeigneten Zerkleinerungsmaschine zu einer einheitlichen Korngröße von bis zu 2 mm zerkleinert. Partikel mit einer Korngröße von < 0,1 mm werden durch geeignete Maßnahmen aus dem Fräsmehl entfernt, um eine übermäßige Staubbelastung beim Handhaben des Dämmstoffgemisches zu vermeiden.
  • Nachfolgend werden die beiden gesondert hergestellten Fraktionen in dem angegebenen Volumenverhältnis intensiv vermischt. Der so entstandene schütt-und einblasbare Dämmstoff kann nun geeignet verpackt und zur Baustelle geliefert werden. Beispielsweise kann der fertig hergestellte Dämmstoff in sog. Big-Bags mit einem Füllvolumen von 800 I gefüllt werden.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand eines Versuchsaufbaus beschrieben.
  • Für einen Versuchsaufbau wurden EPS-Perlen zweifach-endexpandiert auf eine kugelförmige Größe von ca. 2 mm bis 6 mm mit einer EPS-Fräsung mit einer flächigen spanähnlichen Partikelgröße von 0,5 bis 4 mm intensiv vermischt. Dabei wird ein Mischungsverhältnis von 60 Vol.-% Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl eingehalten. Dieses Gemisch wurde in einem vertikal orientierten, scheibenförmigen Hohlraum mit einer Stärke der damit erzeugten Dämmstoffschicht von 6 cm eingefüllt. Ferner kann auch das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl allein als schütt- und einblasbarer Dämmstoff verwendet werden, wobei überraschenderweise ebenfalls eine gute Wärmeleitklasse von 0,45 bis 0,40 erreicht werden kann.
  • Dieser Versuchsaufbau simuliert somit ein zweischaliges Mauerwerk, bei der eine Kerndämmung eingebracht wird. Nachfolgend wurde der Wärmeübertrag normal zur Dämmschicht gemessen und daraus eine Wärmeleitfähigkeit des Gemisches aus EPS-Perlen und EPS-Fräsung von 0,033 W/(m-K) ermittelt.
  • Ferner zeigte sich, dass in die Dämmschicht eingebrachte Feuchtigkeit die Wärmeleitfähigkeit der Dämmschicht kaum erhöhte. Zudem zeigte sich, dass überraschenderweise auch die EPS-Fräsung in ihrer spanförmigen Ausbildung hydrophob wirkt, also Feuchtigkeit nicht aufnimmt.
  • Insgesamt wird somit durch die Mischung von EPS-Perlen und EPS-Fräsung ein erheblich höheres Wärmedämmverhalten mit einer Wärmeleitklasse 035 oder besser bei gleichzeitiger Feuchtigkeitsresistenz erreicht. Da sowohl die EPS-Perlen wie auch EPS-Fräsung kostengünstig am Markt angeboten werden, kann der erfindungsgemäße Dämmstoff zu konkurrenzfähigen Preisen gehandelt werden. Da auch bei einer nachträglichen Kerndämmung die Arbeitskosten relativ niedrig sind, amortisiert sich auch bei bestehenden Gebäuden eine nachträglich eingebrachte Kerndämmung binnen kurzer Zeit.

Claims (9)

  1. Schütt- und einblasbarer Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämmstoff aus einem Gemisch von Polystyrol-Partikelschaum-Granulat der Korngröße 2 mm bis 10 mm und Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße bis 4 mm besteht.
  2. Dämmstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats 4 mm bis 8 mm und die Korngröße des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 0,1 mm bis 2 mm betragen.
  3. Dämmstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polystyrol-Partikelschaum-Granulat und/oder das Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl ein spezifisches Gewicht von 13 kg/m3 bis 26 kg/m3 haben.
  4. Dämmstoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das spezifische Gewicht des Polystyrol-Partikelschaum-Granulats und/oder des Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehls 21 bis 23 kg/m3 beträgt.
  5. Dämmstoff nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einen Volumenanteil von 40 % bis 70 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält.
  6. Dämmstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch einen Volumenanteil von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat enthält.
  7. Dämmstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gemisch Graphitstaub zugemischt ist.
  8. Verfahren zur Herstellung eines Dämmstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Schritte:
    - Aufschäumen von Polystyrol zu einem Polystyrol-Partikelschaum-Granulat auf eine Dichte von 21 kg/m3 bis 23 kg/m3;
    - Zerkleinern von Polystyrol-Partikelschaum-Regenerat zu Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl mit einer Korngröße von 0,1 bis 2 mm;
    - Mischen der beiden hergestellten Fraktionen in einem Volumenverhältnis von ca. 60 % Polystyrol-Partikelschaum-Granulat zu ca. 40 % Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl.
  9. Verwendung von Polystyrol-Partikelschaum-Fräsmehl als schütt-und/oder einblasbarer Dämmstoff, insbesondere zur Kerndämmung von zweischaligem Mauerwerk.
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